JP2022000516A - Process for polymerizing olefins in gas-phase - Google Patents

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Abstract

To provide a polymerization process whereby: in a fluidized-bed reactor for the gas-phase polymerization process of olefins, in particular a multizone circulating reactor, it is possible to make easy control of a gas flow rate while maintaining the same pressure differential across a centrifugal compressor of a recycle line of a reaction gas, or to make changes in the pressure differential across the compressor while maintaining the same gas flow rate.SOLUTION: A gas-phase polymerization reactor for gas-phase polymerization of olefins comprises at least one polymerization zone which is equipped with a recycle line for withdrawing reaction gas from the reactor, leading the reaction gas through a heat-exchanger for cooling and feeding the reaction gas back to the reactor, wherein the recycle line is equipped with the heat-exchanger, a centrifugal compressor comprising variable guide vanes, and a butterfly valve, and process for preparing an olefin polymer in the gas-phase polymerization reactor.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、オレフィンの気相重合のための気相重合反応器と、気相重合反応器におけるオレフィンポリマーの製造プロセスとを提供する。本開示は、特に反応器から反応ガスを引き出して、冷却用熱交換器を介して反応ガスを誘導し、反応ガスを反応器へ再び供給する再循環ラインが取り付けられているオレフィンの気相重合のための気相重合反応器を提供する。 The present disclosure provides a gas phase polymerization reactor for gas phase polymerization of olefins and a process for producing an olefin polymer in the gas phase polymerization reactor. In this disclosure, in particular, vapor phase polymerization of olefins equipped with a recirculation line that draws the reaction gas from the reactor, induces the reaction gas through a cooling heat exchanger, and supplies the reaction gas back to the reactor. Provides a gas phase polymerization reactor for.

気相重合工程は、エチレンまたはプロピレンの単独重合またはエチレンまたはプロピレンと他のオレフィンとの共重合などのオレフィンの重合のための経済的な工程である。このような気相重合を実行するのに適切な反応器は、たとえば、流動床反応器、攪拌気相反応器または2つの異なる相互連結された気相重合ゾーンを有するマルチゾーン循環反応器(multizone circulating reactor)である。これらの工程は、一般にモノマーおよびコモノマーを含み、しばしばさらに、分子量調節剤または低分子量反応生成物として重合希釈剤、たとえば、窒素またはアルカン、または水素などの他のガス状成分も含む気相で実行される。得られた生成物は、一般に微粒状触媒固体を含む重合触媒システムによって形成される固体ポリオレフィン粒子である。 The vapor phase polymerization step is an economical step for the polymerization of olefins, such as homopolymerization of ethylene or propylene or copolymerization of ethylene or propylene with other olefins. Suitable reactors for performing such gas phase polymerization are, for example, fluidized bed reactors, stirred gas phase reactors or multizone circulating reactors with two different interconnected gas phase polymerization zones. It is a cyclic reactor). These steps are generally carried out in a gas phase comprising monomers and comonomer, often further including a polymerization diluent as a molecular weight modifier or a low molecular weight reaction product, eg, nitrogen or alkanes, or other gaseous components such as hydrogen. Will be done. The resulting product is a solid polyolefin particle generally formed by a polymerization catalyst system containing fine granular catalyst solids.

オレフィン気相重合プロセスは、大量のガスが反応ゾーンから引き出され、熱交換器を通過して重合熱を除去した後、重合ゾーンに戻されることを特徴とする。流動床反応器において、戻された反応ガスは、更にポリオレフィン粒子を流動状態に維持する役割を果たす。マルチゾーン循環反応器において、反応器ゾーンの間の循環は、戻された反応ガスによって行われる。これらのすべてのプロセスを駆動するために、反応ガスの再循環ラインには、通常、遠心圧縮機が取り付けられている。 The olefin vapor phase polymerization process is characterized in that a large amount of gas is withdrawn from the reaction zone, passes through a heat exchanger to remove heat of polymerization, and then returned to the polymerization zone. In the fluidized bed reactor, the returned reaction gas further serves to keep the polyolefin particles in a fluidized state. In a multi-zone circulation reactor, circulation between the reactor zones is carried out by the returned reaction gas. To drive all these processes, the reaction gas recirculation line is usually fitted with a centrifugal compressor.

遠心圧縮機は、圧縮機のガス流入口に設けられることが普通であり、ガス流れを遠心羽根車の上向きにするガイドベーン(guide vane)を備える。このようなガイドベーンは、固定ガイドベーンであってもよく、あるいはガイドベーンは可変的である。可変ガイドベーンが設置されている場合、ガイドベーンの位置を変えることで圧縮機のガス吸入角度をも変更することができる。かかる変更の結果で、遠心圧縮機によって影響を受けるガス流量が変わることができる。しかし、このような変化は、ガス流量のみならず、圧縮機における前後差圧にも影響を及ぼす。 Centrifugal compressors are usually provided at the gas inlet of the compressor and are provided with a guide vane that directs the gas flow upwards on the centrifugal impeller. Such a guide vane may be a fixed guide vane, or the guide vane is variable. If a variable guide vane is installed, the gas suction angle of the compressor can also be changed by changing the position of the guide vane. As a result of such changes, the gas flow rate affected by the centrifugal compressor can change. However, such a change affects not only the gas flow rate but also the front-rear differential pressure in the compressor.

たとえば、国際公開第WO 98/54231 A1号は、流動床反応器における1つ以上のα−オレフィンの重合プロセスであって、流動床の温度を制御すべく循環ガス弁または圧縮機入口ガイドベーンが循環ガス流量を操作するのに用いられる重合プロセスを開示している。しかし、いずれの場合においても、このような変化はガス流量だけでなく、再循環ガスの圧力にも影響を及ぼす。 For example, WO 98/54231 A1 is a polymerization process of one or more α-olefins in a fluidized bed reactor in which a circulating gas valve or compressor inlet guide vane is used to control the temperature of the fluidized bed. The polymerization process used to manipulate the circulating gas flow rate is disclosed. However, in any case, such changes affect not only the gas flow rate but also the pressure of the recirculated gas.

重合条件をあらゆる状況に適用可能にするためには、それにもかかわらず差圧とは独立して流動化ガス流動を調整することが必要である。 In order for the polymerization conditions to be applicable in all situations, it is nevertheless necessary to regulate the fluidized gas flow independently of the differential pressure.

したがって、圧縮機の前後差圧を一定に維持しつつ、ガス流量を簡単に操作するか、ガス流量を一定に維持しつつ、圧縮機の前後差圧を変化させることができる重合プロセスを提供することが求められる。 Therefore, to provide a polymerization process capable of easily manipulating the gas flow rate while keeping the front-rear differential pressure of the compressor constant, or changing the front-rear differential pressure of the compressor while keeping the gas flow rate constant. Is required.

本開示は、オレフィンの気相重合のための気相重合反応器であって、反応器から反応ガスを引き出して、冷却用熱交換器を介して反応ガスを誘導し、反応ガスを反応器へ再び供給する再循環ラインが取り付けられている少なくとも1つの重合ゾーンを含み、前記再循環ラインには熱交換器および可変ガイドベーンを備える遠心圧縮機と、バタフライ弁とが取り付けられており、前記可変ガイドベーンは、遠心圧縮機の上流に配置され、前記バタフライ弁は、遠心圧縮機の下流に配置される、気相重合反応器を提供する。 The present disclosure is a gas phase polymerization reactor for vapor phase polymerization of olefins, in which a reaction gas is withdrawn from the reactor, the reaction gas is induced via a cooling heat exchanger, and the reaction gas is transferred to the reactor. The recirculation line comprises at least one polymerization zone to which the recirculation line is attached, the recirculation line is equipped with a centrifugal compressor equipped with a heat exchanger and a variable guide vane, and a butterfly valve, said variable. The guide vanes are located upstream of the centrifugal compressor and the butterfly valve is located downstream of the centrifugal compressor to provide a gas phase polymerization reactor.

いくつかの実施形態において、再循環ラインは1つ以上のサイドラインを有し、サイドラインは、遠心圧縮機とバタフライ弁との間の位置において再循環ラインから分岐し、1つ以上のサイドラインにはサイドライン内の分岐した再循環ガスの流量を制御するための制御弁が取り付けられている。 In some embodiments, the recirculation line has one or more sidelines, which branch off from the recirculation line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and one or more sidelines. Is equipped with a control valve to control the flow rate of the branched recirculated gas in the sideline.

いくつかの実施形態において、バタフライ弁は、バタフライ弁の位置で再循環ラインの断面よりも小さい面積を有する回転ディスクを含む。 In some embodiments, the butterfly valve comprises a rotating disk having an area smaller than the cross section of the recirculation line at the position of the butterfly valve.

いくつかの実施形態において、バタフライ弁は、熱交換器の下流に配置される。 In some embodiments, the butterfly valve is located downstream of the heat exchanger.

いくつかの実施形態において、遠心圧縮機は、熱交換器の上流に配置される。 In some embodiments, the centrifugal compressor is located upstream of the heat exchanger.

いくつかの実施形態において、再循環ラインは、熱交換器および遠心圧縮機の上流にサイクロンがさらに備えられる。 In some embodiments, the recirculation line is further equipped with a cyclone upstream of the heat exchanger and centrifugal compressor.

いくつかの実施形態において、反応器は、流動床反応器である。 In some embodiments, the reactor is a fluidized bed reactor.

いくつかの実施形態において、反応器は、マルチゾーン循環反応器であり、ここで1つの重合ゾーンが上昇管であり、ここで成長中のポリオレフィン粒子が高速流動化または輸送条件下で上方に流れ、かつ他の重合ゾーンが下降管であり、ここで成長中のポリオレフィン粒子が高密度化形態で下方に流れ、上昇管と下降管は相互連結され、上昇管を出たポリオレフィン粒子は、下降管に入り、下降管を出たポリオレフィン粒子は、上昇管に入り、したがって、上昇管と下降管とを通じるポリオレフィン粒子の循環が確立される。 In some embodiments, the reactor is a multi-zone circulating reactor, where one polymerization zone is an ascending tube, where growing polyolefin particles flow upward under fast fluidization or transport conditions. , And the other polymerization zone is the descending tube, where the growing polyolefin particles flow downward in a densified form, the ascending tube and the descending tube are interconnected, and the polyolefin particles leaving the ascending tube are the descending tube. The polyolefin particles that enter and exit the descending tube enter the ascending tube and thus the circulation of the polyolefin particles through the ascending and descending tubes is established.

いくつかの実施形態において、反応器は、反応器カスケードの一部である。 In some embodiments, the reactor is part of a reactor cascade.

いくつかの実施形態において、反応器カスケードは、第1の気相反応器と、後続の第2の気相反応器とを含み、第2の気相反応器の再循環ラインから分岐するサイドラインは、ポリオレフィン粒子を第1の気相反応器から第2の気相反応器に送るための搬送ラインである。 In some embodiments, the reactor cascade comprises a first gas phase reactor and a subsequent second gas phase reactor, a sideline branching from the recirculation line of the second gas phase reactor. Is a transport line for sending the polyolefin particles from the first gas phase reactor to the second gas phase reactor.

いくつかの実施形態において、本開示は、重合触媒の存在下で20〜200℃の温度および0.5〜10MPaの圧力でオレフィンを単独重合するか、またはオレフィンと1つ以上の他のオレフィンを共重合することを含むオレフィンポリマーの製造プロセスであって、前記重合は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の気相重合反応器において行われる、プロセスを提供する。 In some embodiments, the present disclosure homopolymerizes an olefin at a temperature of 20-200 ° C. and a pressure of 0.5-10 MPa in the presence of a polymerization catalyst, or polymerizes an olefin with one or more other olefins. Provided is a process for producing an olefin polymer, which comprises copolymerizing, wherein the polymerization is carried out in the gas phase polymerization reactor according to any one of claims 1 to 10.

いくつかの実施形態において、重合は、遠心圧縮機における所定の差圧により行われ、再循環ガス流量の変化は、ガイドベーンの位置とバタフライ弁の位置との両者ともを変化させることにより行われる。 In some embodiments, the polymerization is carried out by a predetermined differential pressure in a centrifugal compressor and the change in recirculation gas flow rate is carried out by changing both the position of the guide vane and the position of the butterfly valve. ..

いくつかの実施形態において、再循環ラインは、1つ以上のサイドラインを有し、サイドラインは、遠心圧縮機とバタフライ弁との間の位置で再循環ラインから分岐し、1つ以上のサイドラインにはサイドライン内の分岐した再循環ガスの流量を制御するための制御弁が取り付けられており、制御弁の上流における1つ以上のサイドラインの圧力は、バタフライ弁の下流における再循環ラインの圧力よりも0.01MPa〜0.2MPa高い。 In some embodiments, the recirculation line has one or more sidelines, the sideline branching off from the recirculation line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and one or more sides. The line is fitted with a control valve to control the flow rate of the branched recirculation gas in the sideline, and the pressure of one or more sidelines upstream of the control valve is the recirculation line downstream of the butterfly valve. It is 0.01 MPa to 0.2 MPa higher than the pressure of.

いくつかの実施形態において、重合は、エチレンの単独重合またはエチレンと1−ブテン、1−ヘキセンおよび1−オクテンからなる群から選択される1つ以上の他のオレフィンとの共重合であるか、もしくは、重合は、プロピレンの単独重合またはプロピレンとエチレン、1−ブテン、および1−ヘキセンからなる群から選択される1つ以上の他のオレフィンとの共重合である。 In some embodiments, the polymerization is a homopolymerization of ethylene or a copolymerization of ethylene with one or more other olefins selected from the group consisting of 1-butene, 1-hexene and 1-octene. Alternatively, the polymerization is homopolymerization of propylene or copolymerization of propylene with one or more other olefins selected from the group consisting of ethylene, 1-butene, and 1-hexene.

いくつかの実施形態において、ポリオレフィンは、23℃でISO 1183によって測定した密度が0.945〜965g/cmである高密度ポリエチレンである。 In some embodiments, the polyolefin is a high density polyethylene having a density of 0.945 to 965 g / cm 3 as measured by ISO 1183 at 23 ° C.

図1は、本開示のプロセスを実施するための流動床反応器を概略的に示す。FIG. 1 schematically shows a fluidized bed reactor for carrying out the process of the present disclosure. 図2は、本開示のプロセスを実施するためのマルチゾーン循環反応器を概略的に示す。FIG. 2 schematically shows a multi-zone circulation reactor for carrying out the process of the present disclosure. 図3は、本開示のプロセスを実施するための、直列接続された2つの気相反応器のカスケードを概略的に示す。FIG. 3 schematically shows a cascade of two serially connected gas phase reactors for carrying out the process of the present disclosure.

本開示は、オレフィンの気相重合のための気相重合反応器であって、反応器から反応ガスを引き出して、冷却用熱交換器を介して反応ガスを誘導し、反応ガスを反応器へ再び供給する再循環ラインが取り付けられている少なくとも1つの重合ゾーンを含み、前記再循環ラインには遠心圧縮機および熱交換器が取り付けられている気相重合反応器を提供する。かかる反応器は、流動床反応器、攪拌気相反応器または2つの異なる相互連結された気相重合ゾーンを有するマルチゾーン循環反応器であり得る。これらのタイプの反応器は、一般に当業者に公知されている。攪拌気相反応器は、たとえば、水平または垂直に攪拌され得る。本開示による望ましい気相重合反応器は、流動床反応器およびマルチゾーン循環反応器である。 The present disclosure is a gas phase polymerization reactor for gas phase polymerization of olefins, in which a reaction gas is withdrawn from the reactor, the reaction gas is induced through a cooling heat exchanger, and the reaction gas is transferred to the reactor. The recirculation line comprises at least one polymerization zone to which a recirculation line is attached and the recirculation line is provided with a gas phase polymerization reactor to which a centrifugal compressor and a heat exchanger are attached. Such reactors can be fluidized bed reactors, agitated gas phase reactors or multi-zone circulating reactors with two different interconnected gas phase polymerization zones. Reactors of these types are generally known to those of skill in the art. The agitated gas phase reactor can be agitated horizontally or vertically, for example. Desirable gas phase polymerization reactors according to the present disclosure are fluidized bed reactors and multi-zone circulation reactors.

流動床反応器は、反応ガス混合物で反応器の下端部で、通常的にガス流を分配する機能を有するガス分配グリッドの下に供給し、流動床反応器の上部でガスを再び取り出すことによって流動状態に維持されるポリオレフィン粒子の床で重合が起こる反応器である。次いで、反応ガス混合物は、遠心圧縮機および重合熱を除去するための熱交換器を備えた再循環ラインを介して反応器の下端部に戻る。反応ガス混合物の流量は、第一に、重合ゾーン内に存在する微細に分割されたポリマーの床を流動化させ、第二に、重合熱を効果的に除去するに十分高くなければならない。 The fluidized bed reactor is a reaction gas mixture that is fed at the lower end of the reactor, under a gas distribution grid that normally has the function of distributing the gas flow, and the gas is taken out again at the top of the fluidized bed reactor. A reactor in which polymerization occurs in a bed of polyolefin particles that are kept in a fluidized state. The reaction gas mixture is then returned to the lower end of the reactor via a recirculation line equipped with a centrifugal compressor and a heat exchanger to remove the heat of polymerization. The flow rate of the reaction gas mixture must first be high enough to fluidize the finely divided polymer bed present in the polymerization zone and secondly to effectively remove the heat of polymerization.

マルチゾーン循環反応器は、たとえば、国際公開WO 97/04015 A1号および国際公開WO 00/02929 A1号に記載されており、2つの相互連結された重合ゾーン、すなわち、成長中のポリオレフィン粒子が高速流動化または輸送条件下で上方に流れる上昇管、および成長中のポリオレフィン粒子が重力の作用下で、高密度化形態で下方に流れる下降管を有する。上昇管を出たポリオレフィン粒子は下降管に入り、下降管を出たポリオレフィン粒子は上昇管に再導入され、それにより2つの重合ゾーンの間でポリマーの循環が確立され、ポリマーはこれらの2つのゾーンを通して交互に複数回通過する。このような重合反応器において、固体/ガス分離器が下降管の上部に配置され、上昇管から来るポリオレフィンと反応ガス状混合物とを分離する。成長中のポリオレフィン粒子は、下降管に入り、上昇管の分離された反応ガス混合物は、ガス再循環ラインを通して重合反応器内に1つ以上の再導入点へ連続的に再循環する。好ましくは、再循環ガスの大部分は、上昇管の底部に再循環する。再循環ラインは、遠心圧縮機および重合熱を除去するための熱交換器を具備する。好ましくは、触媒供給用のラインまたは上流反応器から来るポリオレフィン粒子供給用のラインが上昇管の上に配列され、ポリマー排出システムが下降管の底部に配置される。メーキャップモノマー、コモノマー、水素および/または不活性成分の導入は、上昇管および下降管に沿って様々な点において起こり得る。 Multi-zone circulation reactors are described, for example, in WO 97/04015 A1 and WO 00/02929 A1 in which two interconnected polymerization zones, i.e., growing polyolefin particles, are fast. It has an ascending tube that flows upward under fluidization or transport conditions, and a descending tube in which growing polyolefin particles flow downward in a densified form under the action of gravity. The polyolefin particles exiting the ascending tube enter the descending tube, and the polyolefin particles exiting the descending tube are reintroduced into the ascending tube, thereby establishing a polymer circulation between the two polymerization zones and the polymer is these two. Alternately pass through the zone multiple times. In such a polymerization reactor, a solid / gas separator is placed above the descending tube to separate the polyolefin coming from the ascending tube from the reactive gaseous mixture. The growing polyolefin particles enter the descending tube and the separated reaction gas mixture in the ascending tube is continuously recirculated through the gas recirculation line into the polymerization reactor to one or more reintroduction points. Preferably, most of the recirculated gas is recirculated to the bottom of the riser. The recirculation line is equipped with a centrifugal compressor and a heat exchanger for removing heat of polymerization. Preferably, a line for feeding the catalyst or a line for feeding the polyolefin particles coming from the upstream reactor is arranged above the ascending tube and the polymer discharge system is located at the bottom of the descending tube. The introduction of make-up monomers, comonomer, hydrogen and / or inert components can occur at various points along the ascending and descending tubes.

本開示の気相重合反応器において重合され得るオレフィンは、特に1−オレフィン、すなわち、末端二重結合を有する炭化水素であり、これに限定されるものではない。非極性オレフィン系化合物が好ましい。特に好ましい1−オレフィンは、線状もしくは分岐状のC〜C12−1−アルケン、特にエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセンなどの線状C〜C10−1−アルケン、または4−メチル−1−ペンテンなどの分岐状C〜C10−1−アルケン、1,3−ブタジエン、1,4−ヘキサジエンまたは1,7−オクタジエンなどの共役および非共役ジエンである。様々な1−オレフィンの混合物を重合することも可能である。適切なオレフィンは、二重結合が1つ以上の環系を有することができる環状構造の一部であるものも含む。その例としては、シクロペンテン、ノルボルネン、テトラシクロドデセンまたはメチルノルボルネンまたはジエン、たとえば、5−エチリデン−2−ノルボルネン、ノルボルナジエンまたはエチルノルボルナジエンがある。2種以上のオレフィンの混合物を重合することも可能である。 The olefins that can be polymerized in the gas phase polymerization reactors of the present disclosure are, in particular, 1-olefins, i.e., hydrocarbons with terminal double bonds, and are not limited thereto. Non-polar olefin compounds are preferred. Particularly preferred 1-olefins are linear or branched C 2 -C 12-1-alkenes, especially ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1- branched C 2 -C 10 -1-alkenes such as linear C 2 -C 10 -1-alkenes such as decene or 4-methyl-1-pentene, 1,3-butadiene, 1,4-hexadiene or 1 , 7-Octadiene and other conjugated and non-conjugated diene. It is also possible to polymerize a mixture of various 1-olefins. Suitable olefins also include those in which the double bond is part of a cyclic structure capable of having one or more ring systems. Examples include cyclopentene, norbornene, tetracyclododecene or methylnorbornene or diene, such as 5-ethylidene-2-norbornene, norbornadiene or ethylnorbornadiene. It is also possible to polymerize a mixture of two or more olefins.

気相重合反応器は、エチレンまたはプロピレンの単独重合または共重合に特に適しており、エチレンの単独重合または共重合に特に好ましい。プロピレン重合における好ましいコモノマーは、40重量%以下のエチレン、1−ブテンおよび/または1ーヘキセン、好ましくは0.5重量%〜35重量%のエチレン、1−ブテンおよび/または1−ヘキセンである。エチレン重合におけるコモノマーとして、20重量%以下、より好ましくは0.01重量%〜15重量%、特に0.05重量%〜12重量%のC〜C−1−アルケン、特に1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセンおよび/または1−オクテンを使用するのが好ましい。エチレンが0.1重量%〜12重量%の1−ヘキセンおよび/または1−ブテンと共重合される重合が特に好ましい。 The gas phase polymerization reactor is particularly suitable for homopolymerization or copolymerization of ethylene or propylene, and is particularly preferable for homopolymerization or copolymerization of ethylene. Preferred comonomer in propylene polymerization is up to 40% by weight ethylene, 1-butene and / or 1-hexene, preferably 0.5% to 35% by weight ethylene, 1-butene and / or 1-hexene. As comonomers in the polymerization of ethylene, 20 wt% or less, more preferably 0.01 wt% to 15 wt%, in particular 0.05 wt% to 12 wt% of C 3 -C 8-1-alkenes, in particular 1-butene, It is preferred to use 1-pentene, 1-hexene and / or 1-octene. Polymerization in which ethylene is copolymerized with 0.1% by weight to 12% by weight of 1-hexene and / or 1-butene is particularly preferred.

本開示に係る気相反応器は、再循環ラインが可変ガイドベーンおよびバタフライ弁を備える遠心圧縮機が取り付けられていることを特徴とする。可変ガイドベーンは、遠心圧縮機の上流に配置され、バタフライ弁は、遠心圧縮機の下流に配置される。圧縮機の可変ガイドベーンは、圧縮機のガス吸入角度を変更することでガス流量および差圧に影響を及ぼす。ガイドベーンの開度を増加させると、ガス流量および差圧が両方とも増加する。逆に、ガイドベーンの開度を減少させると、ガス流量および差圧が減少する。再循環ライン内のガス流量および差圧に影響を与える他の部品は、バタフライ弁である。バタフライ弁は、通路内に設置された回転ディスクを備える流れ制御装置である。すなわち、これは本開示の気相反応器において回転ディスクが再循環ラインの配管内に設けられることを意味する。バタフライ弁の開度を増加させると、ガス流量が増加し、圧縮機の前後差圧が減少する。逆に、バタフライ弁の開度を減少させると、ガス流量が減少し、圧縮機の前後差圧が増加する。よって、これらの調整を同時に行うことで、例えば、圧縮機における同一の前後差圧を維持しつつ、流動化ガス流量を増加させることができる。 The gas phase reactor according to the present disclosure is characterized in that the recirculation line is equipped with a centrifugal compressor equipped with a variable guide vane and a butterfly valve. The variable guide vane is located upstream of the centrifugal compressor and the butterfly valve is located downstream of the centrifugal compressor. The variable guide vanes of the compressor affect the gas flow rate and differential pressure by changing the gas suction angle of the compressor. Increasing the opening of the guide vanes increases both the gas flow rate and the differential pressure. Conversely, reducing the opening of the guide vanes reduces the gas flow rate and differential pressure. Another component that affects the gas flow rate and differential pressure in the recirculation line is the butterfly valve. The butterfly valve is a flow control device with a rotating disk installed in the passage. That is, this means that in the gas phase reactor of the present disclosure, a rotating disk is provided in the piping of the recirculation line. Increasing the opening of the butterfly valve increases the gas flow rate and reduces the differential pressure between the front and rear of the compressor. On the contrary, when the opening degree of the butterfly valve is reduced, the gas flow rate is reduced and the front-rear differential pressure of the compressor is increased. Therefore, by performing these adjustments at the same time, for example, it is possible to increase the flow rate of the fluidized gas while maintaining the same front-rear differential pressure in the compressor.

再循環ガスの流量を制御するための手段としてバタフライ弁を用いると、他の類型が制御弁と比較して、デバイスの汚染リスクが低下させると共に、再循環ラインで可変圧力降下を確立できるというメリットがある。前記バタフライ弁は、バタフライ弁内において鋭い端部および角部を回避するように構成されることが好ましいが、なぜなら再循環ガスに同伴される、小さいながらも依然として触媒的に活性な粒子がバタフライ弁の一部分に付着してしまう恐れを最少化することができるからである。 Using a butterfly valve as a means of controlling the flow rate of recirculation gas has the advantage that other types have a lower risk of device contamination compared to control valves and can establish a variable pressure drop in the recirculation line. There is. The butterfly valve is preferably configured to avoid sharp edges and corners within the butterfly valve, because small but still catalytically active particles entrained in the recirculating gas are in the butterfly valve. This is because the risk of adhering to a part of the particle can be minimized.

本開示による望ましい実施形態において、バタフライ弁は、バタフライ弁の位置で再循環ラインの断面よりも小さい面積を有する回転ディスクを含む。即ち、バタフライ弁が全閉位置にある場合、つまり、回転ディスクがガス流れに垂直に配置されている場合、ガス流れが完全に遮断されない。好ましく、回転ディスクの面積は、バタフライ弁の位置で再循環ラインの断面の90%〜99%であり、より好ましくは、回転ディスクの面積はバタフライ弁の位置で再循環ラインの断面の94%〜98%である。バタフライ弁の望ましい実施形態において、回転ディスクは円形状であり、閉位置にあるバタフライ弁の位置で再循環ラインの非遮断領域は、回転ディスクの周りの環状隙間を形成する。バタフライ弁の望ましい実施形態において、回転ディスクは、中心に固定され、回転ディスクの中心を通る軸を中心に回転する。望ましくは、バタフライ弁は、再循環ラインが制限されていない再循環ラインの位置に配置される。 In a preferred embodiment according to the present disclosure, the butterfly valve comprises a rotating disk having an area smaller than the cross section of the recirculation line at the position of the butterfly valve. That is, when the butterfly valve is in the fully closed position, that is, when the rotating disk is arranged perpendicular to the gas flow, the gas flow is not completely shut off. Preferably, the area of the rotating disk is 90% to 99% of the cross section of the recirculation line at the position of the butterfly valve, and more preferably, the area of the rotating disk is 94% to 94% of the cross section of the recirculation line at the position of the butterfly valve. It is 98%. In a preferred embodiment of the butterfly valve, the rotating disc is circular and the non-blocking region of the recirculation line at the position of the butterfly valve in the closed position forms an annular gap around the rotating disc. In a preferred embodiment of the butterfly valve, the rotating disc is fixed in the center and rotates about an axis passing through the center of the rotating disc. Desirably, the butterfly valve is located at the position of the recirculation line where the recirculation line is not restricted.

本開示の望ましい実施形態において、再循環ラインは1つ以上のサイドラインを有し、サイドラインは、遠心圧縮機とバタフライ弁との間の位置で再循環ラインから分岐し、1つ以上のサイドラインにはサイドライン内の分岐した再循環ガスの流量を制御するための制御弁が取り付けられている。本開示による気相重合反応器の設計により、再循環ガス流量と独立して、制御弁における所定の前後差圧によりサイドラインを作動させることができる。これにより、制御弁は所定の好適な制御範囲で作動できる。好ましくは、かかる好適な制御範囲は、同伴される微粒子による汚染のリスクを最少化するために、広い弁開口を有する。 In a preferred embodiment of the present disclosure, the recirculation line has one or more sidelines, the sideline branching off from the recirculation line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and one or more sides. The line is equipped with a control valve to control the flow rate of the branched recirculated gas in the side line. By designing the gas phase polymerization reactor according to the present disclosure, the side line can be operated by a predetermined front-rear differential pressure in the control valve independently of the recirculation gas flow rate. This allows the control valve to operate within a predetermined suitable control range. Preferably, such a suitable control range has a wide valve opening to minimize the risk of contamination by the accompanying particulates.

サイドラインの分岐位置の下流のバタフライ弁などの更なる制御弁と可変ガイド弁の組み合わせもなく、可変ガイドベーンのみで再循環ライン内の再循環ガスの流れを制御する場合、例えば、気相重合の開始など、再循環ラインにおける再循環ガスの流量の減少を必要とする反応器の状況は、圧縮機の前後差圧の減少をもたらし、制御弁の前後差圧の減少も誘発する。サイドラインを介して意図のガス流れを維持するために、制御弁はさらに開放される必要があり、これは制御弁が好適な制御範囲を外れる恐れを暗示するか、もしくは制御弁の設計が異なる場合、再循環ガスの流量が減少されなければ制御弁の作動は、好適な制御範囲を外れることになる。また、サイドラインに分岐した再循環ガスが搬送ガスまたはキャリアガスとして用いられる構成において、圧縮機の前後差圧の低下は、サイドラインに分岐した再循環ガスが搬送ガスまたはキャリアガスとして働くのに必要な差圧に到達しないか、もしくは少なくともそれに完全に到逹していないことを意味することができる。 When controlling the flow of recirculated gas in the recirculation line only with the variable guide vanes without further control valve such as butterfly valve downstream of the branch position of the side line and the variable guide valve, for example, gas phase polymerization Reactor conditions that require a reduction in the flow rate of the recirculating gas in the recirculation line, such as the start of the compressor, result in a reduction in the anteroposterior differential pressure of the compressor and also induce a reduction in the anteroposterior differential pressure of the control valve. In order to maintain the intended gas flow through the sidelines, the control valve needs to be further opened, implying that the control valve may be out of the preferred control range, or the control valve design is different. In that case, if the flow rate of the recirculated gas is not reduced, the operation of the control valve will be out of the suitable control range. Further, in the configuration in which the recirculation gas branched to the side line is used as the transport gas or the carrier gas, the decrease in the front-rear differential pressure of the compressor causes the recirculation gas branched to the side line to act as the transport gas or the carrier gas. It can mean that the required differential pressure has not been reached, or at least not completely reached.

本開示の気相重合反応器の他の長所は、熱交換器の部分的汚染またはガス分配グリッドの部分的汚染のような、ガス循環においてデバイスの部分的な汚染が、サイドライン内の制御弁の前後差圧の変化なしでバタフライ弁の適切なより広い開口によって容易に補償されることができるということである。サイドラインの分岐位置の下流にあるバタフライ弁のような制御弁がない場合、圧縮機ガイドベーンの開口が必要となることがあり得、これは圧縮機の下流で一層高い圧力をもたらし、これは制御弁が好適な制御範囲を外れる恐れがあるというリスクを暗示する。 Another advantage of the gas phase polymerization reactors of the present disclosure is that partial contamination of the device in the gas circulation, such as partial contamination of the heat exchanger or partial contamination of the gas distribution grid, is a control valve in the sideline. It means that it can be easily compensated by a suitable wider opening of the butterfly valve without a change in the anteroposterior differential pressure. In the absence of a control valve, such as a butterfly valve downstream of the sideline branch, an opening in the compressor guide vanes may be required, which results in higher pressure downstream of the compressor, which results in higher pressure. It implies the risk that the control valve may go out of the preferred control range.

熱交換器は再循環ラインの様々な個所に配置されることができる。可変ガイドベーンおよび遠心圧縮機の上流に熱交換器を設置することが可能であり、熱交換器は遠心圧縮機とバタフライ弁の間に配置されてもよく、バタフライ弁の下流に熱交換器を設置してもよい。本開示の望ましい実施形態において、バタフライ弁は熱交換器の下流に配置される。 Heat exchangers can be placed at various points on the recirculation line. It is possible to install a heat exchanger upstream of the variable guide vanes and centrifugal compressor, the heat exchanger may be located between the centrifugal compressor and the butterfly valve, with the heat exchanger downstream of the butterfly valve. It may be installed. In the preferred embodiment of the present disclosure, the butterfly valve is located downstream of the heat exchanger.

好ましくは、遠心圧縮機は、熱交換器の上流に配置される。 Preferably, the centrifugal compressor is located upstream of the heat exchanger.

本開示の望ましい実施形態において、再循環ラインには遠心圧縮機および熱交換器の上流にサイクロンがさらに取り付けられる。 In a preferred embodiment of the present disclosure, the recirculation line is further fitted with a cyclone upstream of the centrifugal compressor and heat exchanger.

本開示の望ましい実施形態において、気相重合反応器はポリオレフィン粒子をガス分配グリッドから流動床反応器の上部領域に再循環させるためにガス分配グリッドに接続された循環ループを備えた流動床反応器である。ポリオレフィン粒子を、循環ループを介して搬送するためのキャリアガスは、再循環ラインから分岐するサイドラインによって提供される再循環ガスである。このような類型の流動床反応器は、例えば、国際公開第WO 2007/071527 A1号に開示されている。再循環ラインが可変ガイドベーンを有する遠心圧縮機およびバタフライ弁の両方を備えることにより、循環ループ内でポリオレフィン粒子を空気輸送するために再循環ラインから分岐するサイドラインにおける十分な高い前後差圧を維持しつつ、例えば、始動段階で再循環ガスの流量を減少させて微粉のキャリーオーバー(carry−over)を低減することが可能である。 In a preferred embodiment of the present disclosure, the gas phase polymerization reactor is a fluidized bed reactor with a circulation loop connected to the gas distribution grid to recirculate the polyolefin particles from the gas distribution grid to the upper region of the fluidized bed reactor. Is. The carrier gas for transporting the polyolefin particles via the circulation loop is the recirculation gas provided by the side line branching from the recirculation line. A fluidized bed reactor of this type is disclosed, for example, in WO 2007/071527 A1. The recirculation line is equipped with both a centrifugal compressor with variable guide vanes and a butterfly valve to provide a sufficiently high front-to-back differential pressure at the sidelines branching from the recirculation line to air transport polyolefin particles within the circulation loop. While maintaining, for example, it is possible to reduce the flow rate of the recirculated gas at the start stage to reduce the carry-over of fine particles.

図1は、本開示のプロセスを実施するための流動床反応器を概略的に示す。 FIG. 1 schematically shows a fluidized bed reactor for carrying out the process of the present disclosure.

流動床反応器(1)は、ポリオレフィン粒子の流動床(2)、ガス分配グリッド(3)および減速ゾーン(4)を含む。減速ゾーン(4)は、一般に反応器の流動床部分の直径と比較して増加した直径を有する。ポリオレフィン床は、反応器(1)の底部に配置されたガス分配グリッド(3)を通して供給されるガスの上向きの流れによって流動化状態に維持される。再循環ライン(5)を介して減速ゾーン(4)の上部を出る反応ガスのガス状流は、可変ガイドベーン(7)を含む遠心圧縮機(6)によって圧縮され、熱交換器(8)へ移送され、ここで冷却された後、位置(9)のガス分配グリッド(3)の下の点で流動床反応器(1)の下部へ再循環される。再循環ライン(5)は、熱交換器(8)の下流にバタフライ弁(10)をさらに備える。メーキャップモノマー、分子量調節剤、および任意選択の不活性ガスは、たとえば、圧縮機(6)の上流にあるライン(11)を介して様々な位置で反応器(1)に供給され得る。一般に、触媒は、好ましくは流動床(2)の下部に配置されるライン(12)を介して反応器(1)に供給される。 The fluidized bed reactor (1) includes a fluidized bed (2) of polyolefin particles, a gas distribution grid (3) and a deceleration zone (4). The deceleration zone (4) generally has an increased diameter relative to the diameter of the fluidized bed portion of the reactor. The polyolefin bed is maintained in a fluidized state by an upward flow of gas supplied through a gas distribution grid (3) located at the bottom of the reactor (1). The gaseous flow of reaction gas exiting the upper part of the deceleration zone (4) via the recirculation line (5) is compressed by a centrifugal compressor (6) containing a variable guide vane (7) and heat exchanger (8). After being transferred to and cooled here, it is recirculated to the bottom of the fluidized bed reactor (1) at a point below the gas distribution grid (3) at position (9). The recirculation line (5) further comprises a butterfly valve (10) downstream of the heat exchanger (8). The makeup monomer, molecular weight modifier, and optional inert gas can be supplied to the reactor (1) at various positions, for example, via the line (11) upstream of the compressor (6). In general, the catalyst is preferably supplied to the reactor (1) via a line (12) located below the fluidized bed (2).

流動床反応器(1)にはガス分配グリッド(3)を流動床反応器(1)の上部領域に接続する循環ループ(13)によってポリオレフィン粒子の連続的な空気再循環が提供される。循環ループ(13)は、ガス分配グリッド(3)内に上部開口と一体化され、望ましくは実質的に垂直に配列される沈降管(14)を含む。沈降管(14)は、大径のセクション(14a)と、小径のセクション(14b)とを有する。ガス分配グリッド(3)は、沈降管(14)に向かう下向傾斜が重力によって沈降管(14)にポリオレフィン粒子の進入を促進するように円錐形状を有する。沈降管(14)の上部開口は、ガス分配グリッド(3)に対して中央位置に配置されることが好ましい。沈降管(14)の下部は、ポリオレフィン粒子を流動床反応器(1)へ再導入する機能を持つ空気輸送管(15)に接続される。空気輸送管(15)の出口は、望ましくはポリマーの床(2)の上方および減速領域(4)の下方に位置される。 The fluidized bed reactor (1) is provided with continuous air recirculation of the polyolefin particles by a circulation loop (13) connecting the gas distribution grid (3) to the upper region of the fluidized bed reactor (1). The circulation loop (13) includes a settling tube (14) integrated with the top opening in the gas distribution grid (3) and preferably arranged substantially vertically. The settling tube (14) has a large diameter section (14a) and a small diameter section (14b). The gas distribution grid (3) has a conical shape such that the downward slope towards the settling tube (14) facilitates the entry of polyolefin particles into the settling tube (14) by gravity. The upper opening of the settling pipe (14) is preferably located at the center of the gas distribution grid (3). The lower part of the settling tube (14) is connected to an air transport tube (15) having the function of reintroducing the polyolefin particles into the fluidized bed reactor (1). The outlet of the air transport pipe (15) is preferably located above the polymer floor (2) and below the deceleration region (4).

流動床反応器(1)からのポリオレフィン粒子の排出は、沈降管の大径部(14a)に取り付けられている排出導管(16)を介して行われる。制御弁(17)は、流動床反応器(1)から排出導管(16)に排出されるポリオレフィン粒子の流量を調整するために、沈降管(14)に近接して排出導管(16)内に設置される。ポリオレフィン粒子の排出は連続的に遂行され、制御弁(17)の開度は、流動床反応器(1)内のポリオレフィン粒子の水準を一定に維持するように調整される。 The discharge of the polyolefin particles from the fluidized bed reactor (1) is performed through the discharge conduit (16) attached to the large diameter portion (14a) of the settling pipe. The control valve (17) is located in the discharge conduit (16) in close proximity to the settling pipe (14) in order to regulate the flow rate of the polyolefin particles discharged from the fluidized bed reactor (1) to the discharge conduit (16). Will be installed. The discharge of the polyolefin particles is carried out continuously, and the opening degree of the control valve (17) is adjusted so as to keep the level of the polyolefin particles in the fluidized bed reactor (1) constant.

制御弁(17)は、大径部(14a)と小径部(14b)との間に存在する沈降管(14)の制限に応じて位置付けられる。 The control valve (17) is positioned according to the limitation of the settling pipe (14) existing between the large diameter portion (14a) and the small diameter portion (14b).

排出導管(16)を介して排出されなかったポリオレフィン粒子は、循環ループ(13)によって流動床反応器(1)の上部領域に再循環される。 The polyolefin particles that are not discharged through the discharge conduit (16) are recirculated to the upper region of the fluidized bed reactor (1) by the circulation loop (13).

空気輸送管(15)を介してポリオレフィン粒子を輸送するためのキャリアガスは、圧縮機(6)の下流地点および熱交換器(8)の上流地点におけるガス再循環ラインから取り出され、これにより、熱交換器(8)、バタフライ弁(10)、分配グリッド(3)、およびポリマーベッド(2)を通して存在する圧損を利用する。キャリアガスは、主に輸送管(15)の入口でライン(18)を介して供給される。循環ループ(13)を介して再循環されるポリオレフィン粒子の流量調節は、輸送管(15)に流入されるキャリアガスの流量を調整する制御弁(19)および(20)によって遂行される。 The carrier gas for transporting the polyolefin particles through the air transport pipe (15) is taken out from the gas recirculation lines at the downstream points of the compressor (6) and the upstream points of the heat exchanger (8), thereby. Utilize the pressure loss present through the heat exchanger (8), butterfly valve (10), distribution grid (3), and polymer bed (2). The carrier gas is mainly supplied via the line (18) at the inlet of the transport pipe (15). The flow rate control of the polyolefin particles recirculated through the circulation loop (13) is performed by the control valves (19) and (20) that regulate the flow rate of the carrier gas flowing into the transport pipe (15).

本開示による流動床反応器を始動する場合、定常状態の操作での再循環ガス速度に比べて、始動段階で再循環ガス速度を減少させるとともに、圧縮機における同一の前後差圧を維持することが可能である。これにより、始動段階で微粉のキャリーオーバーを減少させるとともに、十分な量のキャリアガスを供給することで空気輸送管を介したポリオレフィン粒子の良好な循環を保証することができる。 When starting a fluidized bed reactor according to the present disclosure, the recirculation gas rate shall be reduced at the start stage and the same front-rear differential pressure in the compressor shall be maintained as compared with the recirculation gas rate in steady state operation. Is possible. This can reduce the carryover of the fine powder at the start-up stage and ensure good circulation of the polyolefin particles through the air transport pipe by supplying a sufficient amount of carrier gas.

本開示の別の好ましい実施形態において、気相重合反応器は、底部に絞り弁が備えられている下降管を含むマルチゾーン循環反応器である。この弁は、下降管から上昇管へ成長中のポリオレフィンの流れを制御するために使用される。絞り弁は、単純若しくは二重バタフライ弁またはボール弁のような機械式弁が好ましい。時々「投入ガス」と呼ばれるガス流が、弁を通って成長中のポリオレフィン粒子の流れを促進するために、弁の直上の1つ以上の位置で下降管の下部に供給される。弁の開度(opening)を変化させ、および/または投入ガスの流速を変化させることによって、下降管内のポリオレフィン粒子の速度を調節することができる。たまに「搬送ガス」と呼ばれる追加のガス流は、下降管の下部から上昇管にポリオレフィン粒子を運ぶために下降管と上昇管とを接続するマルチゾーン循環反応器の一部に、下降管の下方へ供給される。搬送ガスのみならず投入ガスも、再循環ラインから分岐するサイドラインによって提供される再循環ガスである。かかる類型のマルチゾーン循環反応器は、たとえば国際公開第WO2012/031986 A1号に開示されている。再循環ラインが可変ガイドベーンおよびバタフライ弁を含む遠心圧縮機を備えることで、例えば、始動段階で再循環ガスの流量を減少させて微粉のキャリーオーバーを減少させることができるとともに、下降管内のポリオレフィン粒子の流れおよび下降管から上昇管へのポリオレフィン粒子の輸送を制御するのに十分な量の投入ガスおよび搬送ガスを提供するための再循環ラインから分岐するサイドラインにおける十分な高い前後差圧を維持することが可能である。 In another preferred embodiment of the present disclosure, the gas phase polymerization reactor is a multi-zone circulation reactor comprising a down tube with a throttle valve at the bottom. This valve is used to control the flow of polyolefin growing from the descending tube to the ascending tube. The throttle valve is preferably a mechanical valve such as a simple or double butterfly valve or a ball valve. A gas stream, sometimes referred to as an "input gas," is supplied to the bottom of the down tube at one or more positions directly above the valve to facilitate the flow of growing polyolefin particles through the valve. The velocity of the polyolefin particles in the descending tube can be adjusted by varying the opening of the valve and / or by varying the flow rate of the input gas. An additional gas stream, sometimes referred to as "carrying gas," is part of the multi-zone circulation reactor that connects the down tube to the up tube to carry polyolefin particles from the bottom of the down tube to the up tube, below the down tube. Is supplied to. Not only the carrier gas but also the input gas is the recirculation gas provided by the side line branching from the recirculation line. A multi-zone circulation reactor of this type is disclosed, for example, in International Publication No. WO2012 / 031986 A1. The recirculation line can be equipped with a centrifugal compressor containing a variable guide vane and a butterfly valve, for example, to reduce the flow rate of the recirculation gas at the start stage to reduce the carryover of fine particles, and the polyolefin in the descending tube. A sufficiently high front-to-back differential pressure in the sideline branching from the recirculation line to provide sufficient input and transfer gas to control the flow of particles and the transport of polyolefin particles from the descending tube to the ascending tube. It is possible to maintain.

図2は、本開示のプロセスを実施するためのマルチゾーン循環反応器を概略的に示す。 FIG. 2 schematically shows a multi-zone circulation reactor for carrying out the process of the present disclosure.

マルチゾーン循環反応器(51)は、第1の反応器ゾーンとして上昇管(52)を、そして第2の反応器ゾーンとして下降管(53)を含み、成長中のポリオレフィン粒子がこれらを繰り返して通過する。 上昇管(52)内において、ポリオレフィン粒子は、矢印(54)の方向に沿って高速流動化条件下で上方に流れる。下降管(53)内において、ポリオレフィン粒子は、重力の作用下で矢印(55)の方向に沿って下方に流れる。上昇管(52)と下降管(53)は、相互連結屈曲部(56)と(57)によって適切に相互連結されている。 The multi-zone circulating reactor (51) includes an ascending tube (52) as the first reactor zone and a descending tube (53) as the second reactor zone, with growing polyolefin particles repeating these. pass. In the riser tube (52), the polyolefin particles flow upward along the direction of the arrow (54) under high speed fluidization conditions. In the descending tube (53), the polyolefin particles flow downward along the direction of the arrow (55) under the action of gravity. The ascending pipe (52) and the descending pipe (53) are appropriately interconnected by the interconnected bending portions (56) and (57).

上昇管(52)を通って流れた後、ポリオレフィン粒子および反応ガス混合物は上昇管(52)を出て、固体/ガス分離ゾーン(58)に運ばれる。このような固体/ガス分離は、たとえば、サイクロンのような遠心分離器などの従来の分離手段を使用して実施することができる。分離ゾーン(58)からポリオレフィン粒子は、下降管(53)に入る。 After flowing through the riser tube (52), the polyolefin particles and the reaction gas mixture exit the riser tube (52) and are carried into the solid / gas separation zone (58). Such solid / gas separation can be performed using conventional separation means such as, for example, a centrifuge such as a cyclone. From the separation zone (58), the polyolefin particles enter the descending tube (53).

分離ゾーン(58)を出た反応ガス混合物は、可変ガイドベーン(61)を含む遠心圧縮機(60)および熱交換器(62)が具備された再循環ライン(59)によって上昇管(52)に再循環する。再循環ライン(59)は、熱交換器(62)の下流にバタフライ弁(63)をさらに含む。圧縮機(60)と熱交換器(62)との間で、再循環ライン(59)が分離され、ガス状混合物は2つの分離された流れに分割される:ライン(64)は再循環ガスの一部を熱交換器(62)とバタフライ弁(63)とを通じて上昇管(52)の底部に運搬し、その中で高速流動化条件を確立するようにする一方、ライン(65)は再循環ガスの別の一部を相互連結屈曲部(57)に運搬する。ライン(65)を介して相互接続用ベンド(57)への搬送ガスの流量を制御するために、ライン(65)には制御弁(66)が取り付けられている。 The reaction gas mixture leaving the separation zone (58) is elevated by a recirculation line (59) equipped with a centrifugal compressor (60) containing a variable guide vane (61) and a heat exchanger (62). Recirculate to. The recirculation line (59) further includes a butterfly valve (63) downstream of the heat exchanger (62). A recirculation line (59) is separated between the compressor (60) and the heat exchanger (62), and the gaseous mixture is split into two separate streams: the line (64) is the recirculation gas. A portion of the gas is transported to the bottom of the riser tube (52) through a heat exchanger (62) and a butterfly valve (63), in which high speed fluidization conditions are established, while the line (65) is re-released. Another portion of the circulating gas is carried to the interconnect bent portion (57). A control valve (66) is attached to the line (65) in order to control the flow rate of the conveyed gas to the interconnect bend (57) via the line (65).

固体触媒成分の懸濁液は、ライン(67)を介してマルチゾーン循環反応器(51)の触媒注入地点(68)に供給され、またはマルチゾーン循環反応器(51)が気相反応器のカスケードで下流反応器として働く場合、あらかじめ配置された気相反応器から成長するポリオレフィン粒子の流れは、ライン(67)を介してポリマー注入地点(68)に供給される。マルチゾーン循環反応器(51)で得られたポリオレフィン粒子は、排出管(69)を介して下降管(53)の底部から連続的に排出される。 The suspension of the solid catalyst component is supplied to the catalyst injection point (68) of the multi-zone circulation reactor (51) via the line (67), or the multi-zone circulation reactor (51) is a gas phase reactor. When acting as a downstream reactor in the cascade, the flow of polyolefin particles growing from the pre-arranged gas phase reactor is fed through the line (67) to the polymer injection point (68). The polyolefin particles obtained in the multi-zone circulation reactor (51) are continuously discharged from the bottom of the descending pipe (53) via the discharge pipe (69).

分離ゾーン(58)を出たガス状混合物の一部は、圧縮機(60)を通過した後に再循環ライン(59)を出て、ライン(70)を通って熱交換器(71)に送られ、ここでモノマーおよび選択的な不活性ガスが部分的に凝縮する温度に冷却される。分離容器(72)は、熱交換器(71)の下流に配置されている。分離された液体は、ライン(73)を介して分離容器(72)から引き出され、かつポンプ(75)によってライン(74)を通って下降管(53)に供給されて、上昇管(52)の反応ガス混合物が下降管(53)に入ることを防止するためのバリアを生成する。分離容器(72)内で気相として得られたガス状混合物は、ライン(76)を通って再循環ライン(59)に再循環する。メーキャップモノマー、メーキャップコモノマーおよび任意選択で不活性ガスおよび/またはプロセス添加剤は、ライン(77)を介して再循環ライン(59)内にさらに導入され得る。 A portion of the gaseous mixture exiting the separation zone (58) exits the recirculation line (59) after passing through the compressor (60) and is fed through the line (70) to the heat exchanger (71). Here, the monomer and the selective inert gas are cooled to a temperature at which they partially condense. The separation container (72) is located downstream of the heat exchanger (71). The separated liquid is drawn from the separation vessel (72) via the line (73) and supplied by the pump (75) through the line (74) to the descending pipe (53) to the ascending pipe (52). Creates a barrier to prevent the reaction gas mixture from entering the descending tube (53). The gaseous mixture obtained as a gas phase in the separation vessel (72) is recirculated through the line (76) to the recirculation line (59). Makeup monomers, makeup comonomers and optionally inert gas and / or process additives can be further introduced into the recirculation line (59) via the line (77).

下降管(53)の底部には、下降管(53)から相互連結屈曲部(57)を通って上昇管(52)へのポリオレフィン粒子の流れを調節するための調節可能な開口部を有するバタフライ弁(78)が備えられている。バタフライ弁(78)の上部で、ライン(79)を通じて再循環ライン(59)から来る再循環ガス混合物の量は、投入ガスとして下降管(53)に導入されて、バタフライ弁(78)を通じるポリオレフィン粒子の流れを促進させる。投入ガスの流量を制御するために、ライン(79)には制御弁(80)が取り付けられる。 A butterfly at the bottom of the descending tube (53) has an adjustable opening for regulating the flow of polyolefin particles from the descending tube (53) through the interconnected bend (57) to the ascending tube (52). A valve (78) is provided. At the top of the butterfly valve (78), the amount of the recirculated gas mixture coming from the recirculation line (59) through the line (79) is introduced into the down pipe (53) as input gas and through the butterfly valve (78). Promotes the flow of polyolefin particles. A control valve (80) is attached to the line (79) to control the flow rate of the input gas.

本開示のさらに好ましい実施形態において、気相重合反応器は、反応器カスケードの一部である。望ましくは、反応器カスケードは第1の気相反応器と、後続の第2の気相反応器とを有し、第2の気相反応器の再循環ラインから分岐するサイドラインは、ポリオレフィン粒子を第1の気相反応器から第2の気相反応器に送るための搬送ラインである。ついで、第1の気相反応器から第2の気相反応器へのポリオレフィン粒子の搬送は、ガス流れによって行われ、たまに第2の気相反応器の再循環ガスである「ピックアップガス」と呼ばされる。かかる類型の反応器カスケードは、たとえば国際公開第WO 2013/0853548 A1号に開示されている。第2の気相反応器の再循環ラインに可変ガイドベーンを有する遠心圧縮機およびバタフライ弁の両方を取り付けることにより、例えば始動段階で再循環ガスの流量を減少させて微粉のキャリーオーバーを減少させることができるとともに、反応器カスケードの第1の気相反応器から反応器カスケードの第2の気相反応器へと、ポリオレフィン粒子を空気輸送するに十分な量のピックアップガスを提供し、かつ、反応器カスケードの第1の気相反応器からのポリオレフィン粒子の排出が中断または終了する際に搬送ラインをはっきりと空にするための、再循環ラインから分岐するサイドラインにおける十分な高い前後差圧を維持することが可能である。 In a more preferred embodiment of the present disclosure, the gas phase polymerization reactor is part of a reactor cascade. Desirably, the reactor cascade has a first gas phase reactor followed by a second gas phase reactor, with sidelines branching from the recirculation line of the second gas phase reactor being polyolefin particles. Is a transfer line for sending from the first gas phase reactor to the second gas phase reactor. Then, the transfer of the polyolefin particles from the first gas phase reactor to the second gas phase reactor is performed by a gas flow, and occasionally the recirculated gas of the second gas phase reactor is "pickup gas". Called. Such a type of reactor cascade is disclosed, for example, in WO 2013/0853548 A1. By installing both a centrifugal compressor with a variable guide vane and a butterfly valve in the recirculation line of the second gas phase reactor, for example, at the start-up stage, the flow rate of the recirculation gas is reduced to reduce the carryover of fine powder. A sufficient amount of pick-up gas can be provided and sufficient to air transport the polyolefin particles from the first gas phase reactor of the reactor cascade to the second gas phase reactor of the reactor cascade. Sufficient high anteroposterior differential pressure in the sidelines branching from the recirculation line to clearly empty the transport line when the discharge of polyolefin particles from the first gas phase reactor of the reactor cascade is interrupted or terminated. It is possible to maintain.

図3は、本開示のプロセスを実施するための、直列接続された2つの気相反応器のカスケードを概略的に示す。 FIG. 3 schematically shows a cascade of two serially connected gas phase reactors for carrying out the process of the present disclosure.

図3に示した流動床反応器(101)は、図1に示した流動床反応器1と類似し、図3に示したマルチゾーン循環反応器(151)は、図2に示したマルチゾーン循環反応器(51)に類似している。 The fluidized bed reactor (101) shown in FIG. 3 is similar to the fluidized bed reactor 1 shown in FIG. 1, and the multi-zone circulating reactor (151) shown in FIG. 3 is the multi-zone shown in FIG. It is similar to the circulating reactor (51).

流動床反応器(101)は、流動床反応器(101)が循環ループ(13)を含まないという点で流動床反応器(1)と相異なっている。その代わりに、沈降管(114)は、望ましくはセグメントボールバルブである排出弁(117)によって下端が閉塞される。流動床反応器(101)の作動中に沈降管(114)に含まれるポリオレフィン粒子の層は、ガス分配グリッド(3)に一体化されている上部開口で沈降管(114)に入り込んで沈降管の上部から下部へ移動する。排出弁(117)はマルチゾーン循環反応器(151)のライン(65)から分岐してマルチゾーン循環反応器(151)の再循環ガスの一部を搬送するライン(181)上に配置される。ライン(181)を介したピックアップガスの流量を制御するために、ライン(181)には制御弁(182)が取り付けられる。排出弁(117)を通ったポリオレフィン粒子は、ライン(181)に入り、ポリオレフィン粒子が位置(182)で入るマルチゾーン循環反応器(151)へピックアップガスによって輸送される。 The fluidized bed reactor (101) differs from the fluidized bed reactor (1) in that the fluidized bed reactor (101) does not include a circulation loop (13). Instead, the sedimentation pipe (114) is closed at the lower end by a discharge valve (117), which is preferably a segment ball valve. During the operation of the fluidized bed reactor (101), the layer of polyolefin particles contained in the settling tube (114) enters the settling tube (114) at the upper opening integrated with the gas distribution grid (3). Move from the top to the bottom of. The discharge valve (117) is arranged on a line (181) that branches from the line (65) of the multi-zone circulation reactor (151) and carries a part of the recirculated gas of the multi-zone circulation reactor (151). .. A control valve (182) is attached to the line (181) in order to control the flow rate of the pickup gas through the line (181). The polyolefin particles that have passed through the discharge valve (117) enter the line (181) and are transported by pickup gas to the multi-zone circulation reactor (151) where the polyolefin particles enter at position (182).

沈降管(114)は、ライン(121)をさらに備える。このラインは、好ましくは沈降管(114)の下端近くの位置にあり、沈降管(114)内のポリオレフィン粒子の床に上方ストリームの流体を誘導する流体を供給するためのものである。このように、流動床反応器(101)の反応ガス混合物がライン(181)およびマルチゾーン循環反応器(151)に混入することが防止される。ライン(121)での流体の流れは、制御弁(122)によって制御される。沈降管(114)を介して流動床反応器(101)に入り込むライン(121)を介して、沈降管(114)に流入した流体の一部を償うために、流動床反応器(101)内の反応ガスの一部が排出されなければならない。これは遠心圧縮機(6)と熱交換器(8)との間の再循環ライン(5)から分岐する回収ライン(124)を介して行われる。回収ライン(124)を介したガス流れは、制御弁(125)によって制御される。ライン(124)を介して抜き出された反応ガスは、好ましくは後処理部(work-up section)(図3に図示せず)へ搬送される。 The settling tube (114) further comprises a line (121). This line is preferably located near the lower end of the settling tube (114) and is intended to feed the bed of polyolefin particles in the settling tube (114) with a fluid that guides the fluid in the upper stream. In this way, the reaction gas mixture of the fluidized bed reactor (101) is prevented from being mixed into the line (181) and the multi-zone circulation reactor (151). The flow of fluid in the line (121) is controlled by the control valve (122). In the fluidized bed reactor (101) to compensate for a portion of the fluid that has flowed into the settling tube (114) via the line (121) that enters the fluidized bed reactor (101) through the settling pipe (114). A part of the reaction gas of the reactor must be discharged. This is done via a recovery line (124) branching from the recirculation line (5) between the centrifugal compressor (6) and the heat exchanger (8). The gas flow through the recovery line (124) is controlled by the control valve (125). The reaction gas extracted via the line (124) is preferably conveyed to a work-up section (not shown in FIG. 3).

本開示は、重合触媒の存在下で20〜200℃の温度および0.5〜10MPaの圧力でオレフィンを単独重合するか、またはオレフィンと1つ以上の他のオレフィンを共重合することを含むオレフィンポリマーの製造プロセスをさらに提供し、この重合は、前述のような気相重合反応器において行われる。 The present disclosure comprises homopolymerizing an olefin at a temperature of 20-200 ° C. and a pressure of 0.5-10 MPa in the presence of a polymerization catalyst, or copolymerizing an olefin with one or more other olefins. Further providing a process for producing the polymer, the polymerization is carried out in the gas phase polymerization reactor as described above.

好ましくは、重合は、エチレンの単独重合またはエチレンと1−ブテン、1−ヘキセンおよび1−オクテンからなる群から選択される1つ以上の他のオレフィンとの共重合であるか、もしくは、重合は、プロピレンの単独重合またはプロピレンとエチレン、1−ブテン、および1−ヘキセンからなる群から選択される1つ以上の他のオレフィンとの共重合である。望ましい実施形態において、生成されたポリオレフィンは、23℃でISO 1183により測定された密度が0.945〜965g/cmである高密度ポリエチレンである。 Preferably, the polymerization is homopolymerization of ethylene or copolymerization of ethylene with one or more other olefins selected from the group consisting of 1-butene, 1-hexene and 1-octene, or the polymerization is , A homopolymerization of propylene or a copolymerization of propylene with one or more other olefins selected from the group consisting of ethylene, 1-butene, and 1-hexene. In a preferred embodiment, the resulting polyolefin is a high density polyethylene having a density of 0.945 to 965 g / cm 3 as measured by ISO 1183 at 23 ° C.

本開示の気相重合反応器は、0.5MPa〜10MPa、好ましくは1.0MPa〜8MPa、特に1.5MPa〜4MPaの圧力において作動してよく、これらの圧力は、本開示で提供されるすべての圧力として、絶対圧力、すなわち、寸法MPa(abs)を有する圧力であると理解するべきである。重合は、望ましくは30℃〜160℃、特に望ましくは65℃〜125℃の温度で行われ、前記範囲の上限付近での温度は、比較的高密度のエチレン共重合体の製造に最適であり、前記範囲の下限付近での温度は、低密度のエチレンコポリマーの製造に最適である。 The gas phase polymerization reactors of the present disclosure may operate at pressures of 0.5 MPa to 10 MPa, preferably 1.0 MPa to 8 MPa, particularly 1.5 MPa to 4 MPa, all of which are provided in the present disclosure. It should be understood that the pressure of is an absolute pressure, that is, a pressure having a dimension of MPa (abs). The polymerization is preferably carried out at a temperature of 30 ° C. to 160 ° C., particularly preferably 65 ° C. to 125 ° C., and the temperature near the upper limit of the above range is optimal for producing a relatively high density ethylene copolymer. The temperature near the lower limit of the above range is optimal for the production of low density ethylene copolymers.

気相重合反応器内における重合は、凝縮または超凝縮モードにおいても実施することができ、ここで循環反応ガス混合物の一部が露点以下に冷却され、反応ガスを冷却させるために気化エンタルピーをさらに利用するために、液相および気相として別々に、または二相混合物として一緒に反応器に戻る。凝縮若しくは超凝縮モードで作動する際に、気相重合反応器は流動床反応器であることが望ましい。 Polymerization in the gas phase polymerization reactor can also be carried out in condensed or supercondensed mode, where a portion of the circulating reaction gas mixture is cooled below the dew point and further vaporization enthalpy is added to cool the reaction gas. To be utilized, return to the reactor separately as a liquid phase and a gas phase, or together as a two-phase mixture. When operating in a condensed or supercondensed mode, the gas phase polymerization reactor is preferably a fluidized bed reactor.

本開示の好ましい実施形態において、重合は窒素などの不活性ガスまたはメタン、エタン、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン若しくはn−ヘキサンなどの1〜10個の炭素原子を有するアルカンまたはこれらの混合物の存在下で実施される。不活性ガスとして窒素またはプロパンを、適切であれば、さらなるアルカンと組み合わせて使用するのが好ましい。本開示の特に好ましい実施形態において、重合は、重合希釈剤としてのC〜Cアルカンの存在下で、最も好ましくはプロパンの存在下で、特にエチレンの単独重合または共重合の場合に実施される。反応器内の反応ガス混合物は、重合されるオレフィン、すなわち、主モノマーおよび1つ以上の選択的なコモノマーをさらに含む。本開示の好ましい実施形態において、反応ガス混合物は、30〜99体積%、より好ましくは40〜95体積%、特に45〜85体積%の不活性成分の含有量を有する。本開示の別の好ましい実施形態において、特に主モノマーがプロピレンである場合、不活性希釈剤は全く添加されないか、または微量のみ添加される。反応ガス混合物は、水素のような分子量調節剤または帯電防止剤などの追加成分をさらに含むことができる。反応ガス混合物の成分は、気相重合反応器に、あるいは再循環ラインにガス状で供給されるか、もしくは、供給された後に反応器または再循環ライン内で気化する液体として供給されてよい。 In a preferred embodiment of the present disclosure, the polymerization is an inert gas such as nitrogen or an alkane with 1-10 carbon atoms such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane or n-hexane. Or performed in the presence of a mixture of these. Nitrogen or propane as the inert gas is preferably used in combination with additional alkanes, if appropriate. In a particularly preferred embodiment of the present disclosure, the polymerization in the presence of C 3 -C 5 alkanes as a polymerization diluent, and most preferably in the presence of propane is particularly performed in the case of homopolymerization or copolymerization of ethylene To. The reaction gas mixture in the reactor further comprises the olefin to be polymerized, i.e. the main monomer and one or more selective comonomer. In a preferred embodiment of the present disclosure, the reaction gas mixture has an inert component content of 30-99% by volume, more preferably 40-95% by volume, particularly 45-85% by volume. In another preferred embodiment of the present disclosure, the Inactive Diluent is not added at all or is added in trace amounts, especially if the main monomer is propylene. The reaction gas mixture can further contain additional components such as molecular weight modifiers such as hydrogen or antistatic agents. The components of the reaction gas mixture may be supplied to the gas phase polymerization reactor, gaseous to the recirculation line, or as a liquid that vaporizes in the reactor or recirculation line after being supplied.

オレフィンの重合は、すべての通常的なオレフィン重合触媒を使用して実施することができる。これは、酸化クロムベースのフィリップス触媒を使用するか、チーグラーまたはチーグラーナッタ触媒を使用するか、またはシングルサイト触媒を使用して重合を実施できることを意味する。本開示の目的のために、シングルサイト触媒は、化学的に均一な遷移金属配位化合物に基づく触媒である。さらに、オレフィンの重合のために、これら触媒のうちの2つ以上の混合物を使用することもできる。このような混合触媒は、しばしばハイブリッド触媒と呼ばれる。オレフィン重合用のこれら触媒の製造および使用は、一般に知られている。 Polymerization of olefins can be carried out using all conventional olefin polymerization catalysts. This means that the polymerization can be carried out using a chromium oxide based Philips catalyst, a Ziegler or Ziegler-Natta catalyst, or a single site catalyst. For the purposes of the present disclosure, single-site catalysts are catalysts based on chemically homogeneous transition metal coordination compounds. In addition, mixtures of two or more of these catalysts can be used for the polymerization of olefins. Such mixed catalysts are often referred to as hybrid catalysts. The production and use of these catalysts for olefin polymerization are generally known.

好ましい触媒は、チーグラー型であり、好ましくは担体材料としてチタニウムまたはバナジウムの化合物、マグネシウムの化合物および任意選択で電子供与体化合物および/または粒子状無機酸化物を含む。 Preferred catalysts are of the Ziegler type, preferably containing titanium or vanadium compounds, magnesium compounds and optionally electron donor compounds and / or particulate inorganic oxides as carrier materials.

チーグラー型の触媒は、通常的に助触媒の存在下で重合される。好ましい助触媒は、元素周期律表の1、2、12、13または14族の金属の有機金属化合物、特に13族の金属の有機金属化合物および特に有機アルミニウム化合物である。好ましい助触媒は、たとえば、有機金属アルキル、有機金属アルコキシド、または有機金属ハライドである。 Ziegler-type catalysts are usually polymerized in the presence of co-catalysts. Preferred co-catalysts are organometallic compounds of Group 1, 2, 12, 13 or 14 of the Periodic Table of the Elements, particularly organometallic compounds of Group 13 metals and organoaluminum compounds in particular. Preferred co-catalysts are, for example, organometallic alkyls, organometallic alkoxides, or organometallic halides.

好ましい有機金属化合物は、リチウムアルキル、マグネシウムまたは亜鉛アルキル、マグネシウムアルキルハライド、アルミニウムアルキル、シリコンアルキル、シリコンアルコキシドおよびシリコンアルキルハライドを含む。より好ましくは、有機金属化合物は、アルミニウムアルキルおよびマグネシウムアルキルを含む。さらに好ましくは、有機金属化合物は、アルミニウムアルキル、最も好ましくはトリアルキルアルミニウム化合物またはアルキル基がハロゲン原子、たとえば、塩素または臭素で置換されているこの類型の化合物を含む。そのようなアルミニウムアルキルの例は、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−イソブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムクロリドまたはそれらの混合物である。 Preferred organometallic compounds include lithium alkyl, magnesium or zinc alkyl, magnesium alkyl halides, aluminum alkyl, silicon alkyl, silicon alkoxides and silicon alkyl halides. More preferably, the organometallic compound contains aluminum alkyl and magnesium alkyl. More preferably, the organometallic compound comprises an aluminum alkyl, most preferably a trialkylaluminum compound or a compound of this type in which the alkyl group is substituted with a halogen atom, for example chlorine or bromine. Examples of such aluminum alkyl are trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-isobutylaluminum, tri-n-hexylaluminum or diethylaluminum chloride or mixtures thereof.

好ましい触媒はまた、フィリップス型クロム触媒であり、これは好ましくはクロム化合物を無機担体に適用し、次いで得られた触媒前駆体を350〜1000℃範囲の温度で活性化させ、6よりも低い原子価で存在するクロムを六価状態に転換させることによって製造される。クロムの他に、マグネシウム、カルシウム、ホウ素、アルミニウム、リン、チタニウム、バナジウム、ジルコニウム、亜鉛などのさらなる元素がまた使用され得る。チタニウム、ジルコニウムまたは亜鉛を使用するのが特に好ましい。上述の要素の組み合わせもまた可能である。触媒前駆体は、活性化前または途中にフッ化物でドーピングされ得る。また、当業者に公知されたフィリップス型触媒用の担体として、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素(シリカゲル)、二酸化チタニウム、二酸化ジルコニウムまたはそれらの混合酸化物もしくはコゲル、またはリン酸アルミニウムが言及され得る。さらに適切な担体物質は、たとえば、ホウ素、アルミニウム、ケイ素またはリンの元素の化合物を使用して細孔表面積を変形させることによって得ることができる。シリカゲルを使用するのが好ましい。球状または顆粒状シリカゲルが好ましく、球状シリカゲルはまた噴霧乾燥され得る。次いで、活性化されたクロム触媒は、予備重合または予備還元され得る。予備還元は、一般に活性化剤中で250℃〜500℃、好ましくは300℃〜400℃でコバルトによって実行されるか、または水素によって実行される。 A preferred catalyst is also a Phillips-type chromium catalyst, which preferably applies a chromium compound to an inorganic carrier and then activates the resulting catalyst precursor at temperatures in the 350-1000 ° C range, with atoms lower than 6. Manufactured by converting the valence-existing chromium into a hexavalent state. In addition to chromium, additional elements such as magnesium, calcium, boron, aluminum, phosphorus, titanium, vanadium, zirconium and zinc can also be used. It is particularly preferred to use titanium, zirconium or zinc. Combinations of the above elements are also possible. The catalyst precursor can be doped with fluoride before or during activation. Further, as a carrier for a Phillips type catalyst known to those skilled in the art, aluminum oxide, silicon dioxide (silica gel), titanium dioxide, zirconium dioxide or a mixed oxide or cogel thereof, or aluminum phosphate may be mentioned. More suitable carrier materials can be obtained, for example, by modifying the pore surface area using compounds of elemental elements such as boron, aluminum, silicon or phosphorus. It is preferable to use silica gel. Spherical or granular silica gel is preferred, and spherical silica gel can also be spray dried. The activated chromium catalyst can then be prepolymerized or prereduced. Pre-reduction is generally carried out in an activator at 250 ° C. to 500 ° C., preferably 300 ° C. to 400 ° C. with cobalt or with hydrogen.

本開示の望ましい実施形態において、重合は遠心圧縮機における所定の前後差圧により行われ、再循環ガス流量の変化はガイドベーンの位置とバタフライ弁の位置の両方を変化させることで行われる。 In a preferred embodiment of the present disclosure, the polymerization is carried out by a predetermined anteroposterior differential pressure in a centrifugal compressor, and the change in the recirculation gas flow rate is carried out by changing both the position of the guide vane and the position of the butterfly valve.

望ましくは、気相反応器の再循環ラインは1つ以上のサイドラインを有し、サイドラインは遠心圧縮機とバタフライ弁との間の位置で再循環ラインから分岐し、1つ以上のサイドラインにはサイドライン内の分岐した再循環ガスの流量を制御するための制御弁が取り付けられており、重合は、制御弁の上流における1つ以上のサイドラインの圧力がバタフライ弁の下流における再循環ラインの圧力よりも0.01MPa〜0.2MPa高く、望ましくはバタフライ弁の下流の再循環ラインの圧力よりも0.02MPa〜0.1MPaもっと高い圧力下で行われる。 Desirably, the recirculation line of the gas phase reactor has one or more sidelines, which branch off from the recirculation line at the position between the centrifugal compressor and the butterfly valve and one or more sidelines. Is equipped with a control valve to control the flow rate of the branched recirculation gas in the sideline, and in the polymerization, the pressure of one or more sidelines upstream of the control valve recirculates downstream of the butterfly valve. The pressure is 0.01 MPa to 0.2 MPa higher than the pressure of the line, preferably 0.02 MPa to 0.1 MPa higher than the pressure of the recirculation line downstream of the butterfly valve.

本開示の望ましい別の実施形態において、重合は重合反応器のカスケードの一部である気相反応器での重合であり、前記重合反応器カスケードの他の気相反応器での1つ以上の重合は、本開示による重合であることができる。このような重合反応器の好適な組み合わせは、流動床反応器に続いて、マルチゾーン循環反応器が設けられ、マルチゾーン循環反応器に続いて、流動床反応器と、2つまたは3つの流動床反応器のカスケードが設けられ、さらに1つまたは2つのループ反応器に続いて、1つまたは2つの流動床反応器が設けられる。 In another desirable embodiment of the present disclosure, the polymerization is polymerization in a gas phase reactor that is part of a cascade of polymerization reactors and one or more in other gas phase reactors of said polymerization reactor cascade. The polymerization can be the polymerization according to the present disclosure. A suitable combination of such polymerization reactors would be a fluidized bed reactor followed by a multi-zone circulation reactor followed by a multi-zone circulation reactor followed by a fluidized bed reactor and two or three flows. A cascade of bed reactors is provided, followed by one or two loop reactors followed by one or two fluidized bed reactors.

溶融流量MFR190/2.16は、2.16kgの荷重下で、190℃の温度でDIN EN ISO 1133−1:2012−03に従って測定した。 The melting flow rate MFR 190 / 2.16 was measured according to DIN EN ISO 1133-1: 2012-03 at a temperature of 190 ° C. under a load of 2.16 kg.

密度は、DIN EN ISO 1183−1:2004、方法A(液浸)に従って2mm厚さの圧縮成形プラークで測定した。圧縮成形プラークは、規定された熱履歴で製造した:180℃、20MPaで8分間加圧し、続いて30分間沸騰水で結晶化した。 Density was measured with a 2 mm thick compression molded plaque according to DIN EN ISO 1183-1: 2004, Method A (immersion). The compression molded plaques were produced with a defined thermal history: pressurized at 180 ° C., 20 MPa for 8 minutes, followed by crystallization in boiling water for 30 minutes.

比較例A
可変ガイドベーンを有する遠心圧縮機を含むが、熱交換器の下流の再循環ラインにバタフライ弁が取り付けられていない、図1に示した構成を有する流動床反応器を用いて比較例Aの気相重合を遂行した。流動床反応器の設計パラメーターは次のようである:
反応器の径:4.0m
循環ループの径:0.2m
底部頂点を有する流動化グリッドの円錐状。
流動床反応器は、0.9m/sの流動床反応器内の流動化速度で作動するように設計された。
Comparative Example A
Comparative Example A using a fluidized bed reactor having the configuration shown in FIG. 1, including a centrifugal compressor with a variable guide vane but without a butterfly valve attached to the downstream recirculation line of the heat exchanger. Phase polymerization was carried out. The design parameters of the fluidized bed reactor are as follows:
Reactor diameter: 4.0m
Circulation loop diameter: 0.2m
A conical fluidized grid with bottom vertices.
The fluidized bed reactor was designed to operate at a fluidization rate within the fluidized bed reactor at 0.9 m / s.

電子供与体/Tiのモル供給比が8である国際公開WO2004/106388A1号の実施例13に従って製造されたチーグラーナッタ触媒1.2kg/hは、25kg/hの液体プロパンを使用して、トリイソブチルアルミニウム(TIBA)、ジエチルアルミニウムクロリド(DEAC)およびテトラヒドロフラン(THF)をまた注入した第1の撹拌予備接触容器に供給した。トリイソブチルアルミニウム対ジエチルアルミニウムクロリドの重量比は7:1であった。アルミニウムアルキル対固体触媒の重量比は10:1であった。アルミニウムアルキル対THFの重量比は10:1であった。第1の予備接触容器を50℃で滞留時間10分に維持させた。第1の予備接触容器の触媒懸濁液を第2の撹拌予備接触容器に連続的に移し、これをまた50℃にて滞留時間60分で操作した。次いで、活性化された触媒懸濁液を流動床反応器に連続して投入した。 The Ziegler-Natta catalyst 1.2 kg / h produced according to Example 13 of WO2004 / 106388A1, which has an electron donor / Ti molar feed ratio of 8, is triisobutyl using 25 kg / h of liquid propane. Aluminum (TIBA), diethylaluminum chloride (DEAC) and tetrahydrofuran (THF) were also fed into the infused first stirring pre-contact vessel. The weight ratio of triisobutylaluminum to diethylaluminum chloride was 7: 1. The weight ratio of aluminum alkyl to solid catalyst was 10: 1. The weight ratio of aluminum alkyl to THF was 10: 1. The first preliminary contact vessel was maintained at 50 ° C. with a residence time of 10 minutes. The catalytic suspension of the first preliminary contact vessel was continuously transferred to the second stirring preliminary contact vessel, which was also operated at 50 ° C. with a residence time of 60 minutes. The activated catalyst suspension was then continuously charged into the fluidized bed reactor.

ポリエチレンの製造は、空の反応器、すなわち、ポリオレフィン粒子を含有していない反応器を使用して始まった。流動床反応器内の流動化速度は、0.9m/sにした。第1の予備接触容器への触媒供給が開始されてから、24時間後、流動床反応器は定常状態にあった。流動床反応器は、25barの絶対圧力および80℃の温度で作動した。遠心圧縮機の前後差圧は0.2MPaであった。反応ガスは、次のような組成を有していた。:エチレン:24モル%;1−ブテン:14モル%;H:5.5モル%;エタン:1モル%;プロパン:55.5モル%。プラントスループットは16t/hであり、触媒の生産性は、ポリエチレン10,000g/触媒gであり、滞留時間は2.8時間であった。 The production of polyethylene began using an empty reactor, a reactor that does not contain polyolefin particles. The fluidization rate in the fluidized bed reactor was 0.9 m / s. Twenty-four hours after the catalyst supply to the first preliminary contact vessel was started, the fluidized bed reactor was in a steady state. The fluidized bed reactor operated at an absolute pressure of 25 bar and a temperature of 80 ° C. The front-rear differential pressure of the centrifugal compressor was 0.2 MPa. The reaction gas had the following composition. : Ethylene: 24 mol%; 1-butene: 14 mol%; H 2 : 5.5 mol%; ethane: 1 mol%; propane: 55.5 mol%. The plant throughput was 16 t / h, the productivity of the catalyst was 10,000 g of polyethylene / g of the catalyst, and the residence time was 2.8 hours.

生成されたポリエチレンは、0.95g/10分のMFR190/2.16および0.9185g/cmの密度を有していた。 The polyethylene produced had densities of MFR 190 / 2.16 and 0.9185 g / cm 3 at 0.95 g / 10 min.

1日間の定常状態での作動後、熱交換器の効率は、若干減少が認められた。重合を終結し、再循環システムを検査した。ポリマーの壁膜が、熱交換器のパイプと、熱交換器の上流の再循環ラインの壁とで検出された。また、熱交換器のパイプ上端の熱交換器内で少量のチャンク(chunk)が観察された。 After one day of steady state operation, the efficiency of the heat exchanger was observed to decrease slightly. Polymerization was terminated and the recirculation system was inspected. Polymer wall membranes were detected in the heat exchanger pipes and in the walls of the recirculation line upstream of the heat exchanger. Also, a small amount of chunks was observed in the heat exchanger at the top of the heat exchanger pipe.

比較例B
重合反応器の洗浄後、比較例Aの重合を繰り返した。しかし、流動床反応器は、再循環ラインへのキャリーオーバーを減少させるために0.7m/sの流動床反応器内の流動化速度で始動された。これによって遠心圧縮機の前後差圧は0.1MPaとなった。始動12時間後に、循環ループが閉塞され、これは循環ループでポリオレフィン粒子の不十分な循環が発生したということを示す。
Comparative Example B
After washing the polymerization reactor, the polymerization of Comparative Example A was repeated. However, the fluidized bed reactor was started at a fluidization rate in the fluidized bed reactor at 0.7 m / s to reduce carryover to the recirculation line. As a result, the differential pressure between the front and back of the centrifugal compressor became 0.1 MPa. After 12 hours of initiation, the circulation loop was occluded, indicating that inadequate circulation of polyolefin particles had occurred in the circulation loop.

実施例1
重合反応器を洗浄した後、比較例Aの重合は繰り返されたが、ただし、これは流動床反応器の改質がなされてからこそである。改質された重合反応器は、可変ガイドベーンを備える遠心圧縮機が取り付けられるだけでなく、熱交換器の下流に設置されたバタフライ弁を備える、再循環ラインを含む図1に示した構成を有した。
Example 1
After washing the polymerization reactor, the polymerization of Comparative Example A was repeated, but only after the fluidized bed reactor was modified. The modified polymerization reactor has the configuration shown in FIG. 1 including a recirculation line, not only fitted with a centrifugal compressor with variable guide vanes, but also with a butterfly valve installed downstream of the heat exchanger. Had.

流動床反応器を始動し、流動床反応器内の流動化速度0.75m/sで作動させたが、一部閉鎖となっているバタフライ弁を使用したので、遠心圧縮機の前後差圧は0.2MPaであった。循環ループの閉塞は観察されなかった。 The fluidized bed reactor was started and operated at a fluidization rate of 0.75 m / s in the fluidized bed reactor, but because a butterfly valve that was partially closed was used, the differential pressure between the front and rear of the centrifugal compressor was It was 0.2 MPa. No blockage of the circulation loop was observed.

重合は、循環ループまたは反応器排出系の閉塞なく1週間の間続けられた。その後、スケジュールによってプラントを終了した。その後の再循環システムの検査ではポリマーの任意の表面層のないきれいな再循環ラインおよび熱交換器を示した。 Polymerization continued for a week without blockage of the circulation loop or reactor effluent system. After that, the plant was closed according to the schedule. Subsequent inspection of the recirculation system showed clean recirculation lines and heat exchangers without any surface layer of polymer.

Claims (15)

オレフィンの気相重合のための気相重合反応器であって、反応器から反応ガスを引き出して、冷却用熱交換器を介して反応ガスを誘導し、反応ガスを反応器へ再び供給する再循環ラインが取り付けられている少なくとも1つの重合ゾーンを含み、前記再循環ラインには熱交換器および可変ガイドベーンを備える遠心圧縮機と、バタフライ弁とが取り付けられており、前記可変ガイドベーンは、遠心圧縮機の上流に配置され、前記バタフライ弁は、遠心圧縮機の下流に配置される、気相重合反応器。 A gas phase polymerization reactor for vapor phase polymerization of olefins, which draws a reaction gas from the reactor, induces the reaction gas through a cooling heat exchanger, and supplies the reaction gas to the reactor again. The recirculation line comprises at least one polymerization zone to which the circulation line is attached, and the recirculation line is equipped with a centrifugal compressor equipped with a heat exchanger and a variable guide vane, and a butterfly valve. A gas phase polymerization reactor located upstream of the centrifugal compressor, wherein the butterfly valve is located downstream of the centrifugal compressor. 前記再循環ラインは、1つ以上のサイドラインを有し、前記サイドラインは、遠心圧縮機とバタフライ弁との間の位置で再循環ラインから分岐し、1つ以上のサイドラインには、サイドライン内の分岐した再循環ガスの流量を制御するための制御弁が取り付けられている、請求項1に記載の反応器。 The recirculation line has one or more sidelines, the sideline branching from the recirculation line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve, and one or more sidelines having a side. The reactor according to claim 1, wherein a control valve for controlling the flow rate of the branched recirculated gas in the line is attached. 前記バタフライ弁は、バタフライ弁の位置で再循環ラインの断面よりも小さい、請求項1または2に記載の反応器。 The reactor according to claim 1 or 2, wherein the butterfly valve is smaller than the cross section of the recirculation line at the position of the butterfly valve. 前記バタフライ弁は、前記熱交換器の下流に配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の反応器。 The reactor according to any one of claims 1 to 3, wherein the butterfly valve is arranged downstream of the heat exchanger. 前記遠心圧縮機は、前記熱交換器の上流に配置される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の反応器。 The reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the centrifugal compressor is arranged upstream of the heat exchanger. 前記再循環ラインは、前記熱交換器および前記遠心圧縮機の上流にサイクロンがさらに備えられる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の反応器。 The reactor according to any one of claims 1 to 5, wherein the recirculation line is further provided with a cyclone upstream of the heat exchanger and the centrifugal compressor. 前記反応器は、流動床反応器である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の反応器。 The reactor according to any one of claims 1 to 6, wherein the reactor is a fluidized bed reactor. 前記反応器は、マルチゾーン循環反応器であって、ここで1つの重合ゾーンが上昇管であり、ここで成長中のポリオレフィン粒子が高速流動化または輸送条件下で上方に流れ、かつ他の重合ゾーンが下降管であり、ここで成長中のポリオレフィン粒子が高密度化形態で下方に流れ、上昇管と下降管は相互連結され、上昇管を出たポリオレフィン粒子は、下降管に入り、下降管を出たポリオレフィン粒子は、上昇管に入り、したがって、上昇管と下降管とを通じるポリオレフィン粒子の循環が確立される、マルチゾーン循環反応器である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の反応器。 The reactor is a multi-zone circulation reactor, where one polymerization zone is an ascending tube, where growing polyolefin particles flow upward under fast fluidization or transport conditions, and the other polymerization. The zone is the descending tube, where the growing polyolefin particles flow downward in a densified form, the ascending tube and the descending tube are interconnected, and the polyolefin particles leaving the ascending tube enter the descending tube and enter the descending tube. A multi-zone circulation reactor, wherein the polyolefin particles exiting the above tube enter the ascending tube and thus the circulation of the polyolefin particles through the ascending tube and the descending tube is established, according to any one of claims 1 to 6. The reactor described. 前記反応器は、反応器カスケードの一部である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の反応器。 The reactor according to any one of claims 1 to 8, wherein the reactor is a part of a reactor cascade. 前記反応器カスケードは、第1の気相反応器および後続の第2の気相反応器を有し、前記第2の気相反応器の再循環ラインから分岐するサイドラインは、ポリオレフィン粒子を第1の気相反応器から第2の気相反応器に送るための搬送ラインである、請求項9に記載の反応器。 The reactor cascade has a first gas phase reactor and a subsequent second gas phase reactor, and a side line branching from the recirculation line of the second gas phase reactor contains polyolefin particles. The reactor according to claim 9, which is a transfer line for sending from the gas phase reactor 1 to the second gas phase reactor. 重合触媒の存在下で20〜200℃の温度および0.5〜10MPaの圧力でオレフィンを単独重合するか、またはオレフィンと1つ以上の他のオレフィンを共重合することを含むオレフィンポリマーの製造プロセスであって、前記重合は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の気相重合反応器において行われる、プロセス。 A process for producing an olefin polymer comprising homopolymerizing an olefin at a temperature of 20-200 ° C. and a pressure of 0.5-10 MPa in the presence of a polymerization catalyst, or copolymerizing an olefin with one or more other olefins. The process in which the polymerization is carried out in the gas phase polymerization reactor according to any one of claims 1 to 10. 前記重合は遠心圧縮機における所定の差圧で行われ、前記再循環ガス流量の変化は、ガイドベーンの位置およびバタフライ弁の位置の両方を変化させることで行われる、請求項11に記載のプロセス。 The process of claim 11, wherein the polymerization is carried out at a predetermined differential pressure in a centrifugal compressor, and the change in the recirculating gas flow rate is carried out by changing both the position of the guide vane and the position of the butterfly valve. .. 前記再循環ラインは、1つ以上のサイドラインを有し、前記サイドラインは、遠心圧縮機とバタフライ弁との間の位置で再循環ラインから分岐し、前記1つ以上のサイドラインにはサイドライン内の分岐した再循環ガスの流量を制御するための制御弁が取り付けられており、制御弁の上流における1つ以上のサイドラインの圧力は、バタフライ弁の下流における再循環ラインの圧力よりも0.01MPa〜0.2MPaもっと高い、請求項11または12に記載のプロセス。 The recirculation line has one or more sidelines, the sideline branching off the recirculation line at a position between the centrifugal compressor and the butterfly valve, and the sideline to the one or more sidelines. A control valve is installed to control the flow rate of the branched recirculation gas in the line, and the pressure of one or more sidelines upstream of the control valve is higher than the pressure of the recirculation line downstream of the butterfly valve. The process according to claim 11 or 12, which is 0.01 MPa to 0.2 MPa higher. 前記重合は、エチレンの単独重合またはエチレンと1−ブテン、1−ヘキセンおよび1−オクテンからなる群から選択される1つ以上の他のオレフィンとの共重合であるか、もしくは、前記重合は、プロピレンの単独重合またはプロピレンとエチレン、1−ブテン、および1−ヘキセンからなる群から選択される1つ以上の他のオレフィンとの共重合である、請求項11〜13のいずれかに記載のプロセス。 The polymerization is a homopolymerization of ethylene or a copolymerization of ethylene with one or more other olefins selected from the group consisting of 1-butene, 1-hexene and 1-octene, or the polymerization is The process according to any one of claims 11 to 13, wherein the homopolymerization of propylene or the copolymerization of propylene with one or more other olefins selected from the group consisting of ethylene, 1-butene, and 1-hexene. .. 前記得られたポリオレフィンは、23℃でISO 1183により測定した密度が0.945〜965g/cmである高密度ポリエチレンである、請求項14に記載のプロセス。 The process of claim 14, wherein the resulting polyolefin is a high density polyethylene having a density of 0.945 to 965 g / cm 3 as measured by ISO 1183 at 23 ° C.
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